Question

18．如图所示为质谱仪工作原理图，三个带电粒子各自沿直线通过左侧正交的匀强电场和匀强磁场区后，进入右侧匀强磁场中做半个圆周运动，其轨迹如图，对这三个粒子，以下判断正确的是（　　）

• A． 它们的速率一定相等
• B． 它们的速率一定不等
• C． 它们的比荷可能相等
• D． 它们的比荷一定不等

Answer 1

分析 离子在复合场中沿水平方向直线通过故有qE=qvB，所以v=$\frac{E}{B}$；三束正离子的在磁场中圆周运动的轨道半径不同，根据r=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{m}{q}$×$\frac{E}{{B}^{2}}$可知比荷一定不相同．

解答 解：A、3束离子在复合场中运动情况相同，即沿水平方向直线通过故有qE=qvB，所以v=$\frac{E}{B}$，故三束离子的速率一定相同．故A正确，B错误．
C、3束离子在磁场中有：qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，故有：r=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{m}{q}$×$\frac{E}{{B}^{2}}$，由于三束离子的在磁场中圆周运动的轨道半径不同，故比荷一定不相同，故C错误，D正确．
故选：AD．

点评 速度选择器是利用电场力等于洛伦兹力的原理进行工作的，故速度选择器只能选择速度而不能选择电性．